• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.51-54
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• 2005

Shape memory alloys (SMAs) find many applications in smart composite structural systems as the active components. Their ability to provide a high force and large displacement makes them an excellent candidate for an actuator for controlling the shape of smart structures. In this paper, using a macroscopic model that captures the thermo-mechanical behaviors and the two-way shape memory effect (TWSME) of SMAs smart morphing polymeric composite shell structures like shape-changeable UAV wings is demonstrated and analyzed numerically and experimentally when subjected to various kinds of pressure loads. The controllable shapes of the morphing shells to that thin SMA strip actuator are attached are investigated depending on various phase transformation temperatures. SMA strips start to transform from the martensitic into the austenitic state upon actuation through resistive heating, simultaneously recover the prestrain, and thus cause the shell structures to deform three dimensionally. The behaviors of composite shells attached with SMA strip actuators are analyzed using the finite element methods and 3-D constitutive equations of SMAs. Several morphing composite shell structures are fabricated and their experimental shape changes depending on temperatures are compared to the numerical results. That two results show good correlations indicates the finite element analysis and 3-D constitutive equations are accurate enough to utilize them for the design of smart composite shell structures for various applications.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.149-155
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• 2015

기존의 MEMS 기반 루버 및 셔터 개폐형 가변 방사율 라디에이터는 온도 조건에 따라 방사율이 가변되어 효율적인 열 제어가 가능하나 발사 환경에서의 기계적 구동부의 취약점과 변경된 방사율 유지를 위해 지속적인 전력 소모가 요구되는 단점을 갖는다. 본 연구에서 제안한 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터는 대전되는 비드를 사용하여 전극의 극성 변화에 따라 방사율 가변이 가능하기 때문에 상기의 문제점을 극복할 수 있다. 본 연구에서는 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터의 광학 물성치 최적화 설계를 수행하였으며, 고정 방사율 라디에이터와의 비교를 통해 MEMS 기반 가변 방사율 라디에이터의 유효성을 입증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.193-193
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• 2011

To obtain ceramic films, the sol-gel coating technique has been broadly used with heat treatment, but crack formation tend to occur during heat treatment in thick sol-gel films. We prepared PZT thin films by sol-gel method with single-step spin coating process. The PZT solution have been synthesized using lead acetate ($Pb(CH_3COO)_2$), zirconium acetylacetonate ($Zr(OC_3H_7^n)_4$), and titanium diisopropoxide bis(acetylacetonate) 75wt% in isopropanol ($Ti(OC_3H_7^i)_2(OC_3H_7^n)_2$) as starting materials and n-propanol was selected as a solvent. The poly(vynilpyrrolidone) (PVP) was added with 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1 molar ratios to control viscosity of solution. We investigated influence of the viscosity on thickness, microstructure, and electrical properties of final PZT films. Thermo-gravimetric analysis and differential scanning calorimeter (TGA/DSC) was carried out from room temperature to $800^{\circ}C$ in order to measure pyrolysis temperature. Structural characteristics were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Ferroelectric and dielectric properties were measured by RT66A (Radiant) and impedance analyzer (Agilent), respectively. The thicknesses of PZT films depended on incorporation of an excess amount of PVP. Finally, we obtained PZT films of good quality without crack formation via single-step spin coating.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.24-30
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• 2013

미사일 탄두의 정확한 제어를 위하여, 로켓 모터의 구조 및 유체/열역학적 안정성이 절대적으로 필요하다. 특히, 유도탄의 초기 선회형 로켓 모터는 작동 시간이 짧음에도 불구하고, 고온 고압에서 작동되기 때문에 노즐 목 부근에서는 삭마(削磨, Ablation)가 일어나 유동자체의 불안정이 발생하고, 열 및 기계적 응력 때문에 시스템 자체가 파국에 이르는 경우가 종종 발생한다. 이와 관련, 본 연구에서는 열응력(Thermal stress) 및 삭마는 유동 연소 가스로부터 노즐 재료로의 전열량과 재료 내부의 온도 차이에 기인된다는 판단에 따라 로켓 모터의 작동시간이 노즐 벽면 열전달 계수에 미치는 영향을 수치적으로 해석하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 그 결과, 노즐 벽면 열전달 계수는 노즐 목 바로 직전에서 가장 크게 되고, 로켓 모터의 작동 시간이 길어질수록 열전달 계수는 감소하는 것으로 나타났다. 또, 노즐 목의 곡률반경이 작을수록, 최대 열전달 계수가 크게 되는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권4호
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• pp.439-455
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• 2019

This research deals with thermo-electro-mechanical buckling analysis of the sandwich nano-beams with face-sheets made of functionally graded carbon nano-tubes reinforcement composite (FG-CNTRC) based on the nonlocal strain gradient elasticity theory (NSGET) considering various higher-order shear deformation beam theories (HSDBT). The sandwich nano-beam with FG-CNTRC face-sheets is subjected to thermal and electrical loads while is resting on Pasternak's foundation. It is assumed that the material properties of the face-sheets change continuously along the thickness direction according to different patterns for CNTs distribution. In order to include coupling of strain and electrical field in equation of motion, the nonlocal non-classical nano-beam model contains piezoelectric effect. The governing equations of motion are derived using Hamilton principle based on HSDBTs and NSGET. The differential quadrature method (DQM) is used to calculate the mechanical buckling loads of sandwich nano-beam as well as critical voltage and temperature rising. After verification with validated reference, comprehensive numerical results are presented to investigate the influence of important parameters such as various HSDBTs, length scale parameter (strain gradient parameter), the nonlocal parameter, the CNTs volume fraction, Pasternak's foundation coefficients, various boundary conditions, the CNTs efficiency parameter and geometric dimensions on the buckling behaviors of FG sandwich nano-beam. The numerical results indicate that, the amounts of the mechanical critical load calculated by PSDBT and TSDBT approximately have same values as well as ESDBT and ASDBT. Also, it is worthy noted that buckling load calculated by aforementioned theories is nearly smaller than buckling load estimated by FSDBT. Also, similar aforementioned structure is used to building the nano/micro oscillators.

• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.315-320
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• 2023

오토클레이브를 사용하는 열경화성 탄소 섬유 복합재 성형 공정에서는 설정한 온도 사이클에 따라 내부 온도가 변화한다. 이 온도 변화에 따라 복합재 수지가 경화되며 성형이 진행된다. 이러한 과정에서 수지의 화학 반응으로 열이 발생하며, 이로 인해 오토클레이브 내부 온도와 복합재의 온도가 다를 수 있는 상황이 나타난다. 이전 연구에서는 복합재와 오토클레이브의 온도를 동일하게 가정하고, 성형 후에 발생하는 잔류 응력과 열 변형을 예측하였다. 그러나 잔류 응력과 열 변형은 복합재 온도와 경화도에 따라 영향을 받는 요소이기 때문에, 본 연구는 수지의 화학 반응열을 고려하여 정확한 온도와 경화도 변화를 계산하는 열화학 모델 해석 기법을 검증하였다. 또한, 이 모델이 다른 두께에서도 이와 같은 경향성을 나타내는지 확인하기 위해 두께별 케이스 연구를 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.133-140
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• 2014

본 연구의 목적은 국내 화력발전소에서 사용중인 인도네시아 석탄촤의 연소반응율을 연구하는 것이다. 석탄촤의 반응율은 External, Internal effectiveness factor를 고려하여 입자 내부 및 외부확산을 정량적으로 정리하였으며, Random pore model을 사용하여 탄소변환율에 따른 입자내부비표면적의 변화를 반영하였다. 가열 및 측정이 가능한 WHR(Wire Heating Reactor)를 활용하여 반응시간을 측정함으로써 석탄촤의 반응율을 도출하였고 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 및 TGA(Thermo-Gravimetric Analysis) 장비를 활용하여 석탄촤의 물리적인 특성인 내부비표면적과 Random pore model의 구조변수(${\Psi}$)를 측정하였다. 석탄 종에 따른 활성화에너지 및 빈도인자를 도출하기 위해 아역청탄인 BARAMULTI, ENERGYMAN, AGM탄을 사용하였다. 본 연구 결과에서 External, Internal effectiveness factors를 통해 확산에 따른 kinetics를 비교한 결과 외부 확산 보다 내부 확산의 영향이 지배적임을 확인하였다. 최종적으로 내부 및 외부 확산에 대한 영향을 고려한 3종의 석탄촤 Intrinsic kinetics의 활성화에너지는 110~118 kJ/mol의 값을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.13-22
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• 2008

다공성 시스템 내부 동결체의 생성과 성장은 온도경사와 화학적 에너지뿐만 아니라 열 물리학적 영향과 이동 물질에 의해서도 영향을 받는다. 더욱이 융해 화학물질의 확산율은 반복적인 동경융해 환경 하에서 매우 높은 값을 나타낸다. 결과적으로 콘크리트구조물의 열화는 해양환경과, 높은 고도 및 북쪽 지방에서 특히 크게 발생된다. 그러나 균열 성장과 누적된 손상에 의한 열화를 동반한 동결융해의 특성은 실험을 통해서 추정하기가 곤란하다. 이러한 손상을 예측하기 위해서 응답면기법 (RSM)을 이용한 회귀분석법을 사용하였다. 콘크리트구조물에서 반복되는 동결융해로 인한 열화의 주요 변수인 물-시멘트비, 연행공기, 동결융해의 반복 횟수 등은 응답면기법의 한계상태방정식을 구성하는데 중요한 입력 변수로 사용되었다. 누적변형률, 상대동탄성계수, 또는 등가 소성변형과 같은 주요한 열화 변수에 대한 회귀방정식은 열화된 구조물의 성능을 평가할 수 있다. 300번의 동결융해 반복 후의 상대동탄성계수와 잔류변형의 결과는 실험 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 응답면기법의 결과는 설계 시 한계값에 대한 초과 확률을 예측하는데 사용되어질 수 있다. 그러므로 개발된 예측 기법을 활용하여 반복적인 동결융해에 의해서 누적 손상을 받는 콘크리트구조물의 생애주기 관리에 사용될 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제16권5호
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• pp.314-319
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• 1972

N-methyl-p-aminophenol은, 酸素存在下, 철-킬레이트(Fe(III)-EDTA) 水溶液中에서 酸化重合하여 黑色의 Oligo-(N-methyl-p-aminophenol)을 定量的으로 生成한다. 이 酸化重合過程에서 單量體中의 N에 結合된 $CH_3$ group이 일부 脫離되는데, 이것은 oligo-(N-methyl-p-aminophenol)을 아세톤처리하여 얻은 아세톤 可溶部와 不溶部의 赤外線스펙트럼에서 ${\delta}\;asym\;CH_3\;1460\;cm^{-1}$ 및 ${\delta}\;sym\;CH_3\;1380\;cm^{-1}$의 吸收가 候者의 경우 현저히 弱化된 것으로 明白하다. $N_2$氣流中에서 每分 $2^{\circ}C$의 上昇速度로 行한 TGA分析結果, $600^{\circ}C$에서 약 40%의 重量損傷을 나타내며, $CH_3$ 置換基가 없는 p-aminophenol보다 耐熱性이 떨어진다. 또한 이 生成올리고머의 He 氣流中에서 행한 熱分解反應에서의 生成物은 單量體인 N-methyl-p-aminophenol과 물이 確認되었고 分解가스로부터는 gas chromatography에서 $H_2,\;CO,\;CO_2$등이 確認되었다. 生成올리고머의 熱處理에서는 일부는 1次元的인 構造가 切斷되어 單量體로 分解되지만, 대부분은 melt polycondensation이 일어나 더 큰 重合體로 변함과 동시에 熱에 安定한 環式構造로 변하여 감이 確認되었다